ევოლუციის თეორია არის საფუძველი, რომელზეც აგებულია მთელი თანამედროვე ბიოლოგია.
ძირითადი იდეა არის ის, რომ ორგანიზმები, ან ცოცხალი არსებები, დროთა განმავლობაში იცვლება ბუნებრივი გადარჩევის შედეგად, რაც მოქმედებს პოპულაციაში არსებულ გენებზე. ინდივიდები არ ვითარდებიან; პოპულაციები ორგანიზმების გაკეთება.
მასალა, რომელზეც ევოლუცია მოქმედებს, არის დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა (დნმ), რომელიც ემსახურება როგორც გენეტიკური ინფორმაციის მემკვიდრეობითი მატარებელი დედამიწაზე არსებულ ყველა ცოცხალ არსებაში, ერთუჯრედიანი ბაქტერიებიდან დაწყებული მრავალტონიანი ვეშაპებით და სპილოებით.
ორგანიზმები ვითარდებიან ეკოლოგიური გამოწვევების საპასუხოდ, რაც სხვაგვარად საფრთხეს შეუქმნის სახეობის სიცოცხლისუნარიანობას მისი რეპროდუქციული უნარის შეზღუდვით.
ერთ-ერთი ასეთი გამოწვევა, რა თქმა უნდა, სხვა ორგანიზმების არსებობაა. ურთიერთქმედების სახეობები არა მხოლოდ რეალურ დროში ახდენენ გავლენას აშკარა გზებით (მაგალითად, როდესაც მტაცებელი ასეთია) როგორც ლომი კლავს და ჭამს ცხოველს, რომელსაც მტაცებელია), მაგრამ სხვადასხვა სახეობამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს სხვათა განვითარებაზე სახეობები.
ეს ხდება მრავალი საინტერესო მექანიზმის საშუალებით და ბიოლოგიის ენაში ცნობილია, როგორც კოევოლუცია.
რა არის ევოლუცია?
1800-იანი წლების შუა პერიოდში ჩარლზ დარვინი და ალფრედ უოლესი დამოუკიდებლად შეიმუშავა ევოლუციის თეორიის ძალიან მსგავსი ვერსიები, ძირითადი შერჩევაა ბუნებრივი გადარჩევა.
თითოეული მეცნიერის აზრით, დედამიწის გარშემო მოძრავი ცხოვრების ფორმები ბევრად უფრო მარტივი არსებებისგან განვითარდა და საერთო წინაპრის სიცოცხლის გარიჟრაჟზე ბრუნდებოდა. გასაგებია, რომ ეს "ცისკარი" დაახლოებით 3,5 მილიარდი წლის წინ მოხდა, ანუ თვით პლანეტის დაბადებიდან დაახლოებით მილიარდი წლის შემდეგ.
საბოლოოდ უოლესი და დარვინი თანამშრომლობდნენ და 1858 წელს ერთად გამოაქვეყნეს მაშინდელი საკამათო იდეები.
ევოლუცია აყენებს ამას პოპულაციები ორგანიზმების (და არა ინდივიდუალური) ცვლილებები და ადაპტაცია ხდება დროთა განმავლობაში მემკვიდრეობით მიღებულიფიზიკური და ქცევითი მახასიათებლები რომლებიც მშობლიდან შთამომავლობას გადაეცემა, სისტემას უწოდებენ "მოდიფიკაციით დაღმასვლას".
უფრო ფორმალურად, ევოლუცია არის ალელის სიხშირის ცვლილება დროთა განმავლობაში; ალელები ეს არის გენების ვერსიები, ამიტომ ხდება გარკვეული გენების პროპორციულობის შეცვლა პოპულაციაში (ვთქვათ, უფრო მუქი ბეწვის ფერი უფრო ხშირად ხდება და მსუბუქი ბეწვის შესაბამისად უფრო იშვიათი) წარმოადგენს ევოლუცია
მექანიზმი, რომელიც იწვევს ევოლუციურ ცვლილებებს, არის ბუნებრივი გადარჩევა როგორც შედეგი შერჩევის წნევა ან ზეწოლა გარემოზე.
რა არის ბუნებრივი შერჩევა?
Ბუნებრივი გადარჩევა ზოგადად სამეცნიერო სამყაროში და განსაკუთრებით ევოლუციის სფეროში მრავალი ცნობილი, მაგრამ ღრმად გაუგებარი ტერმინია.
ეს, ძირითადი გაგებით, პასიური პროცესია და მუნჯი იღბლის საკითხია; ამავე დროს, ეს არ არის უბრალოდ "შემთხვევითი", როგორც ბევრს სჯერა, რომ არსებობს თესლი ბუნებრივი გადარჩევის შემთხვევითია. დაბნეულია ჯერ? არ იყოს.
მოცემულ გარემოში მომხდარი ცვლილებები იწვევს გარკვეულ მახასიათებლების უპირატესობას სხვების მიმართ.
მაგალითად, თუ ტემპერატურა თანდათან ცივდება, კონკრეტული სახეობის ცხოველები, რომლებსაც უფრო სქელი პალტო აქვთ ხელსაყრელი გენები უფრო მეტად გადარჩებიან და მრავლდებიან, რითაც ამ მემკვიდრეობითი ნიშნის სიხშირე იზრდება მოსახლეობა.
გაითვალისწინეთ, რომ ეს განსხვავებული წინადადებაა ამ პოპულაციაში გადარჩენილი ინდივიდუალური ცხოველებისაგან, რადგან მათ თავშესაფრის პოვნა შეუძლიათ გულწრფელი იღბლის ან ჭკუის გამო; ეს არ უკავშირდება მემკვიდრეობით თვისებებს, რომლებიც ეხება პალტოს მახასიათებლებს.
ბუნებრივი გადარჩევის კრიტიკული კომპონენტია ის, რომ ცალკეულ ორგანიზმებს არ შეუძლიათ უბრალოდ არსებობდნენ აუცილებელი ნიშნები.
ისინი პოპულაციაში უნდა არსებობდნენ ადრე არსებული გენეტიკური ვარიაციების წყალობით, რაც, თავის მხრივ, წინა თაობებში დნმ-ში შემთხვევითი მუტაციის შედეგია.
მაგალითად, თუ ფოთლოვანი ხეების ყველაზე დაბალი ტოტები მიწიდან თანდათანობით მაღლა იწევს, როდესაც ჟირაფების ჯგუფი ბინადრობს ამ ადგილას, იმ ჟირაფიებს, რომლებსაც კისერი გრძელი აქვთ, უფრო ადვილად გადარჩებიან იმის გამო, რომ შეძლებენ თავიანთი კვების მოთხოვნილებების დაკმაყოფილებას და ისინი მრავლდება ერთმანეთთან გრძელი კისრისთვის პასუხისმგებელი გენების გადასაცემად, რაც უფრო გავრცელდება ადგილობრივ ჟირაფში მოსახლეობა.
კოევოლუციის განმარტება
Ტერმინი კოევოლუცია გამოიყენება სიტუაციების აღსაწერად, როდესაც ორი ან მეტი სახეობა ახდენს გავლენას ერთმანეთის ევოლუციაზე საპასუხო გზით.
აქ სიტყვა "ორმხრივი" უპირველესია; იმისთვის, რომ ერთობლიობა იყოს ზუსტი აღწერა, საკმარისი არ არის ერთი სახეობისთვის გავლენა იქონიოს სხვას ან სხვები, საკუთარი ევოლუციის გარეშე, ასევე იმოქმედებენ ისე, რაც არ მოხდებოდა თანამონაწილეობის არარსებობის შემთხვევაში სახეობები.
გარკვეულწილად, ეს ინტუიციურია. ვინაიდან ყველა ორგანიზმი კონკრეტულად ეკოსისტემა (ყველა ორგანიზმთა ნაკრები კარგად განსაზღვრულ გეოგრაფიულ არეალში) ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, აზრი აქვს, რომ რომელიმე მათგანის ევოლუციამ გავლენა მოახდინოს სხვების ევოლუციაზე გარკვეულწილად.
ჩვეულებრივ, სტუდენტებს არ ეპატიჟებიან ინტერაქტიულად განიხილონ სახეობების ევოლუცია სამაგიეროდ, მათ სთხოვენ, დაათვალიერონ ურთიერთქმედება ერთ სახეობასა და მის სახეობას შორის გარემო
მიუხედავად იმისა, რომ გარემოების მკაცრად ფიზიკური მახასიათებლები (მაგალითად, ტემპერატურა, ტოპოგრაფია), რა თქმა უნდა დროთა განმავლობაში შეიცვლება, ისინი არაცოცხალი სისტემებია და, შესაბამისად, არ ვითარდებიან ბიოლოგიური გაგებით სიტყვა
ევოლუციის ძირითადი დეფინიციის მოსმენა, ამრიგად, კოევოლუცია ხდება მაშინ, როდესაც ხდება ერთი სახეობის ევოლუცია ჯგუფი გავლენას ახდენს შერჩევითი წნევაზე, ან გადარჩენის აუცილებლობაზე, სხვა სახეობის ან ჯგუფური ეს ყველაზე ხშირად ხდება იმ ჯგუფებთან, რომლებსაც მჭიდრო ურთიერთობა აქვთ ეკოსისტემის შიგნით.
თუმცა, ეს შეიძლება დაემართოს შორეულ მონათესავე ჯგუფებს, ერთგვარი "დომინოს ეფექტის" შედეგად, რასაც მალე გაიგებთ.
თანამშრომლობის ძირითადი პრინციპები
მტაცებლებისა და მტაცებელი ცხოველების ურთიერთქმედების მაგალითებმა შეიძლება ნათელი მოჰფინონ კოევოლუციის ყოველდღიურ მაგალითებს, რომელთა შესახებ გარკვეულ დონეზეც იცით, მაგრამ შესაძლოა აქტიურად არ განვიხილოთ.
მცენარეები ცხოველები: თუ მცენარის სახეობა ვითარდება ახალი დაცვა ბალახისმჭამელის, ასეთი ეკლის ან შხამიანი სეკრეციის წინააღმდეგ, ეს იწვევს ახალი ზეწოლა ამ ბალახისმჭამელზე სხვადასხვა პიროვნების ასარჩევად, მაგალითად, მცენარეები, რომლებიც გემრიელი და ადვილად რჩება საკვები
თავის მხრივ, ამ ახლად ძებნილმა მცენარეებმა, თუ გადარჩებიან, უნდა გადალახონ ეს ახალი დაცვა; გარდა ამისა, ბალახისმჭამელები შეიძლება განვითარდნენ იმ ადამიანების წყალობით, რომლებსაც აქვთ ისეთი თვისებები, რომლებიც მათ ამგვარი დამცავი საშუალებების მიმართ მდგრადს ხდის (მაგალითად, იმუნიტეტი მოცემული შხამის მიმართ).
ცხოველები ცხოველები: თუ მოცემული ცხოველის სახეობის საყვარელი მტაცებელი ვითარდება ამ მტაცებლისგან, მტაცებლისგან თავის დაღწევის ახალი გზა თავის მხრივ, უნდა შეიმუშაოს ახალი გზა ამ მტაცებლის დასაჭერად ან დაიღუპოს, თუ ის სხვა წყაროს ვერ იპოვის საკვები
მაგალითად, თუ ჩიტას არ შეუძლია მუდმივად გაუსწროს გაზელებს თავის ეკოსისტემაში, ის საბოლოოდ დაიღუპება შიმშილით; ამავე დროს, თუ gazelles ვერ გადალახავს cheetahs, ისინი ასევე იღუპება.
თითოეული ეს სცენარი (მეორე უფრო მკაცრად) წარმოადგენს ევოლუციური შეიარაღების რასის კლასიკურ მაგალითს: იმის გამო, რომ ერთი სახეობა ვითარდება და გარკვეულწილად უფრო სწრაფად ან ძლიერდება, მეორემაც იგივე უნდა გააკეთოს ან რისკავს გადაშენება.
ცხადია, მოცემული სახეობა მხოლოდ ასე სწრაფად შეიძლება გახდეს, ასე რომ, საბოლოოდ, რაღაც უნდა მისცეს და ერთი ან მეტი სახეობა მონაწილეობს ან მიგრირებს რეგიონიდან, თუ შეუძლია, ან ის კვდება.
- Მნიშვნელოვანი: გარემოში არსებულ ორგანიზმებს შორის ზოგადი ურთიერთქმედება თავისთავად არ ქმნის კოვოლუციური პროცესის არსებობას; ყოველივე ამის შემდეგ, მოცემულ ადგილას თითქმის ყველა ორგანიზმი ურთიერთქმედებს გარკვეულწილად. ამის ნაცვლად, იმისათვის, რომ დაარსდეს კოევოლუციის მაგალითი, უნდა არსებობდეს საბოლოო მტკიცებულება, რომ ევოლუციამ ერთში გამოიწვია ევოლუცია მეორეში და პირიქით.
კოევოლუციის სახეები
მტაცებელი-მტაცებელი ურთიერთობის ერთობლიობა: მტაცებლისა და მტაცებლის ურთიერთობა მთელ მსოფლიოში უნივერსალურია; ორი უკვე აღწერილია ზოგადი ტერმინებით. მტაცებლისა და მტაცებლის თანავტოლობის დადგენა და გადამოწმება ადვილია თითქმის ნებისმიერ ეკოსისტემაში.
Cheetahs და gazelles ალბათ ყველაზე მოყვანილი მაგალითია, ხოლო მგლები და კარიბუ სხვას წარმოადგენენ მსოფლიოს სხვა, ბევრად უფრო ცივ ნაწილში.
კონკურენტული სახეობების ერთობლიობა: ამ ტიპის კოევოლუციის დროს მრავალი ორგანიზმი იბრძვის ერთი და იგივე რესურსებისთვის. ამგვარი კოევოლუციის გადამოწმება შესაძლებელია გარკვეული ჩარევებით, როგორც ეს ხდება სალამანდრების შემთხვევაში აღმოსავლეთ შეერთებული შტატების დიდი სმოკის მთებში. როდესაც ერთი პლეტოდონი სახეობები მოცილებულია, სხვისი მოსახლეობა იზრდება და პირიქით.
მუტუალისტური კოვევოლუცია: მნიშვნელოვანია, რომ კოევოლუციის ყველა ფორმა სულაც არ აზიანებს ერთ – ერთ სახეობას. შიგნით ორმხრივი კოევოლუცია, ორგანიზმები, რომლებიც ეყრდნობიან ერთმანეთს რაღაცის განვითარებაში, "ერთად" ვითარდება უგონო თანამშრომლობის წყალობით - ერთგვარი დაუდგენელი მოლაპარაკება ან კომპრომისი. ეს აშკარაა მცენარეთა და მწერების სახით, რომლებიც ამ მცენარეთა სახეობებს მტვერიან.
პარაზიტების მასპინძელი თანაავტორია: Როდესაც პარაზიტი თავს ესხმის მასპინძელს, ეს იმიტომ ხდება, რომ მან თავი აარიდა მასპინძლის დაცვას დროის ამ მონაკვეთში. მაგრამ თუ მასპინძელი ვითარდება ისე, რომ მას მკვეთრად არ მიაყენოს ზიანი პარაზიტის პირდაპირ "გამოძევების" გარეშე, კოევოლუცია თამაშობს.
კოევოლუციის მაგალითები
სამი სახეობის მტაცებელი-მტაცებელი მაგალითი: კლდოვან მთაში ლოჟაპოლის ფიჭვის გირჩის თესლს მიირთმევენ როგორც გარკვეული ციყვი, ისე ჯვარედინი ბილიკი (ფრინველის ტიპი).
ზოგიერთ ადგილას, სადაც ლოჟის ფიჭვები იზრდება, აქვთ ციყვი, რომელთაც შეუძლიათ ადვილად ჭამონ თესლი ვიწრო ფიჭვის გირჩებიდან (რომლებიც აქვს მეტი თესლი), მაგრამ ჯვარედინი ბილიკები, რომლებსაც არ შეუძლიათ ადვილად ჭამონ თესლი ვიწრო ფიჭვის გირჩებიდან, არ მიიღებენ იმდენს ჭამა
სხვა ადგილებში მხოლოდ გადაკვეთაა და ფრინველების ამ ჯგუფებს აქვთ ორიდან ერთი წვერის ტიპი. უფრო სწორი წვერებით მოსიარულე ფრინველებს უადვილდებათ ვიწრო გირჩებიდან თესლის აღება.
ველური ბუნების ბიოლოგებმა ამ ეკოსისტემის შემსწავლელი ჰიპოთეზა თქვეს, რომ თუ ადგილობრივი მტაცებლების საფუძველზე ხეები გაჩაღდა, ციყვიანი ადგილები უფრო ფართო მოსავლელი უნდა ყოფილიყო გირჩები, რომლებიც უფრო ღია იყო ნაკლები თესლით, სასწორებს შორის გვხვდება, ხოლო ფრინველებთან შედარებით უფრო სქელი მასშტაბები უნდა ჰქონდეს გირჩები.
ეს ზუსტად ასე აღმოჩნდა.
კონკურენტუნარიანი სახეობები: გარკვეული პეპლები ისე განვითარდა, რომ მტაცებლებისთვის ცუდი გემო ჰქონდათ, რათა ამ მტაცებლებმა თავიდან აიცილოთ ისინი. ეს ზრდის ალბათობას სხვა პეპლების ჭამა, შერჩევითი წნევის ფორმის დამატება; ეს ზეწოლა იწვევს "მიმიკის" განვითარებას, სადაც სხვა პეპლები ვითარდებიან ისე, როგორც მტაცებლებმა ისწავლეს თავიდან აცილება.
სახეობის კიდევ ერთი კონკურენტუნარიანი მაგალითია მეფე გველის ევოლუცია, რომელიც თითქმის ზუსტად ჰგავს მარჯნის გველს. ორივე შეიძლება იყოს აგრესიული სხვა გველის მიმართ, მაგრამ მარჯანი გველი არის ძალიან შხამიანი და არა ის, ვისაც გარშემო ყოფნა სურს.
ეს უფრო ჰგავს ვინმეს, რომ არ იცის კარატე, მაგრამ აქვს საბრძოლო ხელოვნების ექსპერტის რეპუტაცია.
მუტუალიზმი: ჭიანჭველა-აკაციის ხე-კოევოლუცია სამხრეთ ამერიკაში არის ორმხრივი ერთობლიობის არქეტიპული მაგალითი.
ხეებს განუვითარდათ ღრუ ეკლები მათ ძირში, სადაც გამოიყოფა ნექტარი, რაც ხელს უშლის ბალახოვანი ცხოველების ჭამას; იმავდროულად, ამ ტერიტორიაზე ჭიანჭველები განვითარდნენ, რათა თავიანთი ბუდეები მოათავსონ ამ ეკლებში, სადაც ნექტარი წარმოიქმნება, მაგრამ არ აზიანებენ ხეს, გარდა ზოგიერთი უწყინარი ქურდობისა.
მასპინძელ-პარაზიტთა თანავტოლობა: Brood პარაზიტები არიან ფრინველები, რომლებიც განვითარდნენ კვერცხის დასადებად სხვა ფრინველის ბუდეებში, რის შემდეგაც ჩიტი, რომელიც სინამდვილეში "ფლობს" ბუდეს, ქრება პატარას. ეს საშუალებას აძლევს ნაყოფის პარაზიტებს უფასო ზრუნვა ბავშვებზე, მათ თავისუფლად დაუთმონ მეტი რესურსი დაწყვილებას და საკვების პოვნას.
მასპინძელი ფრინველები, საბოლოოდ, ვითარდებიან, რაც მათ საშუალებას მისცემს ისწავლონ აღიარონ, თუ როდის არის ჩიტი საკუთარი, და აგრეთვე, თუ შესაძლებელია, თავიდან აიცილონ პარაზიტულ ფრინველებთან ურთიერთქმედება.